雙光子聚合是物質在發生雙光子吸收后所引發的光聚合過程。雙光子吸收是指物質的一個分子同時吸收兩個光子的過程,目前只能在強激光作用下發生,是一種強激光下光與物質相互作用的現象,屬于三階非線性效應的一種。雙...
雙光子聚合是物質在發生雙光子吸收后所引發的光聚合過程。雙光子吸收是指物質的一個分子同時吸收兩個光子的過程,目前只能在強激光作用下發生,是一種強激光下光與物質相互作用的現象,屬于三階非線性效應的一種。雙光子吸收的發生主要在脈沖激光所產生的超強激光的焦點處,光路上其他地方的激光強度不足以產生雙光子吸收,而由于所用光波長較長,能量較低,相應的單光子過程不能發生,因此,雙光子過程具有良好的空間選擇性。
雙光子聚合利用了雙光子吸收過程對材料穿透性好、空間選擇性高的特點,在三維微加工、高密度光儲存及生物醫療領域有著巨大的應用前景,近年來已成為全球高新技術領域的一大研究熱點。
雙光子聚合技術的原理是通過使用“飛秒脈沖激光”選擇性固化感光樹脂。聽起來似乎像光固化快速成型,區別在于雙光子聚合技術能夠實現的最小層厚和X-Y軸分辨率均在100納米和200納米之間。換句話說2PP 3D打印技術比傳統光固化成型技術精確度高了幾百倍,打印出來的東西比細菌還小。
鏡子的移動是2PP技術的一大核心,通過鏡子來引導的激光必須十分精準,而鏡子在打印過程中處于不斷運動的狀態中,所以運動頻率必須要調整得十分精準。
如下圖所示:飛秒激光脈沖系統的光路上還具有反射鏡和擴束鏡,從飛秒激光器到物鏡,光路開關、衰減片、擴束鏡、反射鏡、分色鏡順次設置;打印中,飛秒激光器產生雙光子激光,經過光路開關、衰減片、擴束鏡、反射鏡和物鏡將激光聚焦,來使光敏樹脂交聯。
應用領域:
一、光子學 (Photonics):光子晶體、超穎材料、激光分布回饋術(DFB Lasers) 光子共振環、繞射光學
二、微光子學 (Micro Optics):微光學器件、整合型光學
三、微流道技術 (Micro Fluidics):生醫芯片系統、物質研究開發與分析、三維基礎結構 與 微流道通路
四、生命科學 (Life Sciences):細胞外數組結構、干細胞分離術、細胞成長研究、細胞遷移研究、組織工程
五、納米與微米工藝 (Nano- and Microtechnology):超細分辨率光學掩膜、壁虎與蓮花效應分析